杂质元素对钢材性能的影响.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,杂质元素对钢材性能的影响,普通碳素钢除含碳以外，还含少量锰(Mn)、硅(si)、硫(5)、确(P)等元素。这些元素并非为改善钢材质量有意加入的，而是由矿石及冶炼过程中带入的故称为杂质元素。现讨论这些杂质对钢性能的影响。,锰Mn,硅Si,硫S,磷P,氧O,氮N,氢H,目录,锰Mn,锰是炼钢时作为脱氧剂加入钢中的。,由于锰可以与硫形成高熔点(1600)的 MnS，一定程度上消除了硫的有害作用,。锰具有很好的,脱氧能力,，能够与钢中的FeO成为MnO进入炉渣，从而改善钢的品质，特别是,降低钢的脆性,，提高钢的强度和硬度。因此，锰在钢中是一种,有益元素,。,一般认为，钢中含锰量在0.5%0.8%以下时，把锰看成是常存杂质。技术条件中规定，优质碳素结构钢中，正常含锰量是0.5%0.8%；而较高含锰量的结构钢中，其量可达0.7%1.2%。,硅Si,硅也是炼钢时作为脱氧剂而加入钢中的元素。硅与钢水中的FeO能结成密度较小的硅酸盐炉渣而被除去，因此硅是一种,有益的元素,。,硅在钢中溶于铁素体内使钢的强度、硬度增加，塑性、韧性降低。,沸腾钢中只含有0.03%镇静钢中的含硅量通常在0.1%0.07%。由于钢中硅含量一般不超过0.5%，对钢性能影响不大。,硫S,硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。它是钢中的一种,有害元素,。硫以硫铁(FeS)的形态存在于钢中，FeS和 Fe 形成低熔点(985)化合物。而钢材热加工温度一般在11501200以上，所以当钢材热加工时，由于 FeS化合物的过早熔化而导致工件开裂，这种现象称为“,热脆,”。,含硫量愈高，热脆现象愈严重，故必须对钢中含硫量进行控制。,高级优质钢：,S,0.02%0.03%；优质钢：S0.03%0.045%；,普通钢：S0.055%0.7%以下。,磷P,磷是由矿石带入钢中的，一般说磷也是,有害元素,。磷虽能使钢材的强度、硬度增高，但引起塑性、冲击韧性显著降低。特别是在低温时，它使钢材显著变脆，这种现象称“,冷脆,”。,冷脆使钢材的冷加工及焊接性变坏，含磷愈高，冷脆性愈大,，故钢中对含磷量控制较严。,高级优质钢：P0.025%；,优质钢：P0.04%；,普通钢：P0.085%。,氧O,氧在钢中是,有害元素,。它是在炼钢过程中自然进入钢中的，尽管在炼钢末期要加入锰、硅、铁和铝进行脱氧，但不可能除尽。氧在钢中以FeO、MnO、SiO2、Al2O3等夹杂形式，,使钢的强度、塑性降低,。尤其是对,疲劳强度、冲击韧性,等有严重影响。,氮N,铁素体溶解氮的能力很低。当钢中溶有过饱和的氮，在放置较长一段时间后或随后在200300加热就会发生氮,以氮化物形式的析出，并使钢的硬度、强度提高，塑性下降，发生时效。,钢液中加入Al、Ti或V进行,固氮处理,，使氮固定在AlN、TiN或VN中，可,消除时效倾向。,氢H,钢中溶有氢会引起钢的,氢脆、白点,等缺陷。白点常在轧制的厚板、大锻件中发现，在纵断面中可看到圆形或椭圆形的白色斑点；在横断面上则是细长的发丝状裂纹。锻件中有了白点，使用时会发生,突然断裂，造成不测事故,。因此，化工容器用钢，,不允许有白点存在,。,氢产生白点冷裂的主要原因是因为高温奥氏体冷至较低温时，氢在钢中的,溶解度急剧降低,。当冷却较快时，,氢原子来不及扩散到钢的表面而逸出,，就在钢中的一些,缺陷处由原子状态的氢变成分子状态的氢。,再见,